年老的脑细胞在死亡前出人意料地徘徊

达特茅斯学院的研究人员报告说，成熟的少突胶质细胞——对大脑功能至关重要的中枢神经系统细胞——在遭受致命创伤后能够存活的时间比科学家们所知道的要长得多。在3月27日的《神经科学杂志》(Journal of Neuroscience)封面上，这一发现为逆转或预防衰老和多发性硬化症等疾病对这些重要细胞造成的损害提供了一条新的途径。

　　

达特茅斯大学的研究人员在《Journal of Neuroscience》上发表的新研究揭示了少突胶质细胞——中枢神经系统中对大脑功能至关重要的细胞——随着年龄的增长，展现出比科学家预期更长的存活时间。这一发现可能为逆转或预防衰老以及多发性硬化症等疾病对这些关键细胞造成的损害提供了新的途径。

少突胶质细胞在大脑中的作用是包裹轴突，形成脂质膜髓鞘，以提高神经信号的传导效率。老年和神经退行性疾病如多发性硬化症会导致少突胶质细胞损伤，进而影响神经信号的传递，导致运动功能、感觉和记忆的丧失。

在大脑中，少突胶质细胞包裹在被称为轴突的神经细胞之间的长而细的连接上，在那里它们产生一种被称为髓鞘的脂质膜，覆盖在轴突上。轴突传递神经细胞用来交流的电信号;髓鞘——就像铜线上的塑料涂层——帮助这些信号更有效地传播。

老年和神经退行性疾病如多发性硬化症会损伤少突胶质细胞。当细胞死亡时，它们的髓磷脂生产也随之消失，导致髓鞘破裂，没有任何东西可以补充它们。这可能导致运动功能、感觉和记忆的丧失，因为神经元失去了交流的能力。

传统观点认为，受损的少突胶质细胞会通过细胞凋亡的方式自我毁灭。然而，达特茅斯大学的研究团队发现，成熟的少突胶质细胞在死亡前会经历一段延长的生命周期。这一发现提出了关于成熟细胞在老化过程中发生变化的关键问题，这些变化使它们能够持续存在。

研究的通讯作者、生物科学助理教授Robert Hill指出：“我们发现成熟细胞的死亡途径仍然受到控制，但并非通过经典的程序性细胞死亡途径。”这一发现对于深入了解大脑衰老过程及老年人这些细胞的死亡方式具有重要意义。

研究的第一作者、Hill实验室的博士候选人Timothy Chapman表示，目前开发保存髓磷脂的治疗方法主要集中于培养年轻的少突胶质细胞和保护成熟的少突胶质细胞。但这项研究表明，随着年龄的增长，细胞可能会发生显著变化，需要针对性的治疗方法。

该论文建立在一个活体组织模型的基础上，该模型允许他们启动单个少突胶质细胞的死亡，以观察其周围的细胞如何反应。该模型于2023年3月发表在《Nature Neuroscience》杂志上。他们报告说，当一个年轻大脑中的少突胶质细胞死亡时，它周围的细胞会立即补充失去的髓磷脂。然而，在一个相当于60岁老人的大脑中，周围的细胞没有任何作用，髓磷脂也丢失了。

Hill说:“这个模型使我们尽可能接近大脑中发生的细胞死亡过程。我们能够很好地模拟衰老的影响。我们有能力选择一个少突胶质细胞，观察它死亡，观察它再生或不能再生，这使我们能够了解在细胞水平上驱动这一过程的原因，以及如何控制它。”

在最新的研究中，研究人员使用他们的模型，使用相当于细胞死亡射线的一种叫做2Phatal的基于光子的装置，对少突胶质细胞DNA进行致命的破坏。他们还使用了去除髓磷脂的标准方法，即使用铜基毒素cuprizone作为比较。

正如之前的研究报道的那样，未成熟的细胞很快死亡。但较老的细胞存活了下来，达特茅斯大学的研究小组最初将其解释为对DNA损伤的抵抗力。

当研究人员在45天后使用希尔实验室开发的长期高分辨率成像技术检查成熟细胞时，这项研究成为了焦点。Hill说:“那时我们发现，细胞并没有抵抗损伤，而是经历了这种延长的细胞死亡。没有人在DNA损伤后这么长时间检查细胞死亡。这是我们在文献中发现的唯一一个细胞经历如此创伤事件并存活超过一周的例子。”

这项研究为探索细胞死亡机制打开了新的可能性，或许可以通过加快细胞死亡的速度来清除异常的髓磷脂。这一发现不仅对神经科学领域具有重要意义，也为未来治疗慢性胃肠道疾病和紊乱的新疗法提供了希望。

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